土壤水分状况对棉株体内碳水化合物转化、运输和利用的影响

本文在温室条件下,研究了不同土壤水分对棉株体内碳水化合物转化、运输和生理活动的影响。结果表明在缺水条件下不仅棉株生长削弱,干物质积累减少,蕾铃脱落增加,光合作用下降,呼吸作用增强。而且各个生育期叶和茎内都积累了较多的可溶性糖,特别是非还原糖的增加更为显著,相反,低水处理的棉铃内糖量则明显下降。利用环剥和~(14)CO_2的试验说明缺水时棉株体内碳水化合物运输受阻,是造成可溶性糖在棉花茎叶内积累和铃内减少的主要原因。试验还发现缺水时棉株茎叶内淀粉含量降低;蛋白质氮减少,非蛋白质氮增加,结果总氮量下降。这表明缺水使多糖和蛋白质合成能力降低,代谢活动削弱。上述结果表明土壤水分不足时棉铃脱落,可能是棉株体内碳水化合物运输受阻与分配利用失调引起的。     

棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响

通过研究棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响,旨在为提高转基因抗病棉花抗病性提供理论依据。Byd、28p两品种棉花为供试材料,应用花粉管通道法将几丁质酶与β-1,3-葡聚糖双价抗病基因导入棉花株系中,多年筛选获得不同抗性水平的棉花株系;棉种经棉花黄萎病病菌侵染后,苗期测定棉株内的生理生化变化。结果显示,转基因抗病棉株体内的酶活性已达对照水平,而感病及耐病棉株内的酶活性均有不同程度的变化。所测定的棉株内的酶活性及脯氨酸含量的变化与棉株的抗病性相关。     

不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

采用LI-6400便携式光合系统对野外不同生境(沟底、坡面)和田间不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株的净光合速率和蒸腾速率及水分利用效率特征进行了观测,结果表明,中国沙棘雌雄株在水分条件较好的生境中均表现较强的生活力,净光合速率和蒸腾速率主要受光照强度和大气温度的影响,雄株表现出更高的光合、蒸腾、水分利用效率;在水分条件较差的生境中,雌雄株均通过降低蒸腾和提高水分利用效率来适应逆境,净光合速率和蒸腾速率的影响因子增多,雄株的光合速率大幅度下降,雌株仍保持较高的光合速率,雌株的水分利用效率高于雄株.可见,在反映植物瞬时生理变化的性状方面,雌株对土壤水分减少表现出了更强的适应性,雄株对土壤水分变化表现出了更大的敏感性.     

不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株叶片形态结构及生理生化特征

在不同土壤水分条件下,对中国沙棘雌雄株叶片的形态结构以及生理生化特征进行了研究.结果表明： 在土壤水分条件较差时,中国沙棘雌雄株的叶片结构旱化特征较明显,并且雌株的叶片厚度、上下表皮厚度、侧脉维管束距离均较小,而下表皮毛厚度、密度和栅栏组织与海绵组织的比值均较大,表现出较强的干旱适应性和生态可塑性;雌雄株叶片的游离脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量升高,其中雌株叶片的游离脯氨酸和可溶性糖含量上升幅度大于雄株,而雄株叶片的丙二醛含量上升幅度明显大于雌株.随着土壤水分条件的改变,雌雄株叶片的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化较大.在干旱胁迫下,中国沙棘雌株的生理生化指标多元隶属度值大于雄株.雌株对干旱胁迫的适应性和生理调节能力更强.     

NaCl胁迫下AM真菌对棉花生长和叶片保护酶系统的影响

利用盆栽实验研究了 Na Cl胁迫条件下 AM真菌对棉花生长和叶片保护酶系统的影响。结果表明 :在土壤中加入 0、0 .1%、0 .2 %、0 .3%浓度 Na Cl条件下 ,Na Cl胁迫对 AM真菌的接种效果有显著影响。接种 AM真菌提高了棉花根系菌根侵染率 ,增加了棉株的生物产量 ,以 0～ 0 .2 % Na Cl浓度时 AM真菌接种效果最好。 AM真菌对棉株生理参数和保护酶活性的影响因生育期和 Na Cl浓度不同而异 ,现蕾期和低盐浓度 (0～ 0 .1% )下叶片叶绿素含量明显增加 ;中高盐水平 (0 .2 %～ 0 .3% )和生育后期叶片可溶性蛋白质含量和 SOD、POD、CAT等保护酶活性显著提高 ,MDA含量明显降低 ;棉株 K、Ca、Mg含量因植株部位和盐浓度不同而变化。 AM真菌增强宿主植物的耐盐性可能源于促进宿主根系对土壤矿质元素吸收的直接作用和改善植物体内离子平衡和生理代谢活动、提高保护酶活性的间接作用     

黄土丘陵区辽东栎树干液流特征对边材面积和土壤水分的响应

运用Granier热扩散探针法对半干旱黄土丘陵区不同胸径辽东栎进行树干液流测定,并对太阳辐射、空气温湿度、降水量、土壤水分等环境因子进行同步观测,分析不同土壤水分条件下不同胸径辽东栎的树干液流变化特征及其对环境因子的响应.结果表明:辽东栎液流日变化特征总体上与太阳辐射和空气水汽压亏缺呈相同趋势,但液流峰值出现时间早于两个气象环境因子的峰值时间.同一树木个体在土壤水分条件较高时期的树干液流通量高于土壤水分较低时期.在相同土壤水分条件下,大径级样本液流通量显著高于小径级样本.采用指数饱和曲线函数对液流通量与太阳辐射和空气水汽压亏缺以及两因子的综合指标进行拟合,效果良好,可以反映液流通量对气象环境因子的响应规律.不同胸径辽东栎在不同土壤水分条件下的拟合曲线特征和拟合参数差异表明,在土壤水分较高时段,液流通量可快速上升至饱和值;在土壤水分较低时段,液流通量上升缓慢.小径级样本对土壤水分变化的反应更加剧烈.单位空气水汽压亏缺的日液流通量值(日液流通量与空气水汽压亏缺的比值)在两种土壤水分条件下的比值与边材面积呈线性相关,且小径级样本的斜率高于大径级样本,说明小径级样本对土壤水分的变化较为敏感,在土壤含水量较低时段,大径级样本较厚的导水组织对土壤水分供应不足起到了缓冲作用.     

东北雨养区地膜覆盖条件下种植密度对玉米田间土壤水分和产量的影响

在东北雨养农业区,地膜覆盖和玉米密植高产栽培技术得到广泛应用。本文探讨了不同种植密度条件下,地膜覆盖对玉米田间土壤水分及其产量的影响。研究设置60000、67500和75000株·hm-23个种植密度,分析玉米田间土壤水分动态及其产量变化。结果表明:3个种植密度下玉米全生育期土壤含水率变化趋势基本一致,在拔节期至灌浆期,种植密度对土壤水分的影响明显;同一密度下,覆膜玉米产量明显高于不覆盖玉米产量,密度在60000株·hm-2时增产率最大(14.3%);不覆盖模式下不同种植密度间水分利用效率差异不显著,覆膜模式下不同密度间水分利用效率差异显著;分析表明,提高玉米种植密度或者采用覆膜种植模式,均可以增加玉米产量,但同时也会导致土壤库存水量降低。     

毛乌素沙地根茎禾草拂子茅对异质性水分供应的表型可塑性

拂子茅(Calamagrostis epigejos（L.)Roth)为根茎型多年生禾草,具细长根茎。为了探讨拂子茅在异质性水分环境中的表型差异,在内蒙古鄂尔多斯高原的毛乌素沙地对拂子茅由母株、子株组成的分株对给予了高水、低水两种不同的异质性土壤水分处理。实验结果表明：土壤水分状况显著地影响着拂子茅分株的生长表型。在高土壤水分条件下,拂子茅的分株产生的根茎、新生后代分株较多,并使生物量主要分配于地上部分,地上生物量积累多;在低土壤水分条件下,拂子茅分株产生较少的根茎与新生后代分株,并且分配到根系的生物量明显增大。在具有一定对比度的异质性土壤水分环境中,拂子茅分株并不因相连的其他分株所处的土壤水分状况而在根茎生长、新生后代分株的产生和生物量分配等特征上,与同质环境中的具有相同土壤水分状况的分株相比,有明显差异。这些结果揭示：拂子茅仅以分株的形式对异质性水分供应发生表型反应;相连的克隆分株在向顶向和向基向这两个基本方向上,不能对另一分株的土壤水分状况在生K表型上发生反应,它们在水分关系上可能是相互相对独立的。分株的相对独立可能有利于在气候干旱、扰动强烈的沙地环境中实现风险分摊,提高基株的存活几率。     

高效棉酚降解枯草芽孢杆菌M-4菌株的常压室温等离子体诱变及发酵工艺优化

【背景】棉粕中游离棉酚的存在制约了棉粕作为饲料蛋白源的利用,棉酚的微生物降解问题成为研究热点。本实验室前期发现枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) M-4菌株具有较强的降解棉酚能力,而且已经应用于棉粕脱毒工业。【目的】进一步提高枯草芽孢杆菌M-4菌株降解棉粕中棉酚的能力,扩大棉粕在养殖业的应用领域。【方法】采用常压室温等离子体诱变(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术对菌株M-4进行诱变,以液体培养条件下的棉酚降解率为初筛指标,筛选获得正向突变株。以棉粕固体发酵条件下的棉酚降解率为复筛指标,测定初筛获得的正向突变株实际降解棉粕中游离棉酚的能力。以棉酚残存量和棉酚降解率为检测指标,采用单因素试验优化固体条件下棉粕发酵条件,获得突变株发酵棉粕的最适工艺参数。【结果】初筛获得正向突变株19株。复筛得到一株高效的突变株MY-4-17,在棉粕固体发酵条件下其棉酚降解率高达97.15%,比菌株M-4的棉酚降解率提高了2.55%。经过5次传代培养,突变株MY-4-17的遗传稳定性良好。突变株MY-4-17发酵棉粕的最适工艺参数为...     

毛乌素沙地根茎禾草拂子茅对异质性水分供应的表型可塑性

拂子茅(Calamagrostis epigejos(L.)Roth.)为根茎型多年生禾草,具细长根茎.为了探讨拂子茅在异质性水分环境中的表型差异,在内蒙古鄂尔多斯高原的毛乌素沙地对拂子茅由母株、子株组成的分株对给予了高水、低水两种不同的异质性土壤水分处理.实验结果表明:土壤水分状况显著地影响着拂子茅分株的生长表型.在高土壤水分条件下,拂子茅的分株产生的根茎、新生后代分株较多,并使生物量主要分配于地上部分,地上生物量积累多;在低土壤水分条件下,拂子茅分株产生较少的根茎与新生后代分株,并且分配到根系的生物量明显增大.在具有一定对比度的异质性土壤水分环境中,拂子茅分株并不因相连的其他分株所处的土壤水分状况而在根茎生长、新生后代分株的产生和生物量分配等特征上,与同质环境中的具有相同土壤水分状况的分株相比,有明显差异.这些结果揭示:拂子茅仅以分株的形式对异质性水分供应发生表型反应;相连的克隆分株在向顶向和向基向这两个基本方向上,不能对另一分株的土壤水分状况在生长表型上发生反应,它们在水分关系上可能是相互相对独立的.分株的相对独立可能有利于在气候干旱、扰动强烈的沙地环境中实现风险分摊,提高基株的存活几率.     

三峡库区典型茶园土壤水分对不同降雨模式的响应

土壤水分是坡面产流和生物地球化学过程的关键控制因素。降水事件可以通过引起土壤剖面不同深度的土壤水分响应,从而影响流域中的径流路径、产流机制和土壤侵蚀过程等。基于三峡库区典型分布的茶园为对象,通过长期定点、高频的气象和水分数据观测,研究不同降雨模式下茶园不同土层深度(0—10、10—20、20—30、30—40cm)土壤水分的时空变化特征,分析茶园不同深度土壤在雨季的水分动态变化规律和对不同降雨模式的响应特征。结果表明：(1)研究区内的降雨和土壤水分含量均表现出明显的季节性特征。降雨在7月达到最大值,土壤水分含量则在8月达到峰值。表明降雨是影响土壤水分含量变化的重要因子,土壤水分对降雨有着明显的响应过程。(2)在相同降雨条件下,土壤含水量具有明显的垂直梯度变化。随着土层深度的增加,土壤水分对降雨的响应逐渐呈现出滞后现象。表层土壤(0—20cm)对降雨的响应较为迅速且幅度更加明显,深层土壤(30—40cm)水分含量变化相对稳定,并且对降雨的响应时间更加滞缓。随着土层深度的增加,土壤水分含量的变化幅度逐渐趋于平稳。(3)土壤水分含量对不同的降雨模式表现出显著差异。在较大雨强条件下,土壤水分变...     

不同温度条件对棉蚜、棉长管蚜种间竞争关系的影响

【目的】棉蚜Aphis gossypii和棉长管蚜Acyrthosiphon gossypii是棉花上的共存种,本文拟明确不同恒温条件下两种蚜虫单种和共存时的种群动态、有翅蚜发生及在棉株上的分布情况,探讨温度对两者种间竞争的作用。【方法】棉蚜、棉长管蚜单种、混合初始等蚜量设置,分别置于室内21、24和27℃恒温条件下,系统调查记录各处理种群数量、有翅蚜数量及在棉株上的分布,应用内禀增长率rm、空间分布情况、有翅蚜比例为竞争判别指标。【结果】棉蚜单种种群过程的rm均大于棉长管蚜,共存条件下一种对另一种蚜虫的rm均没有显著影响;棉蚜种群97%以上在叶片活动,棉长管蚜在叶片的比例为55%~75%;同一温度条件,两种共存不影响对方在棉花叶片和茎秆上的分布;棉蚜和棉长管蚜主要分布于棉花中上部。随温度升高,共存种群中棉蚜向棉株下部移动的比例增加,单种和共存种群棉长管蚜趋向于棉株上部移动。同一温度条件下,共存对棉蚜上下分布没有明显影响。21℃和27℃棉蚜的存在对棉长管蚜没有显著影响,但24℃时共存可使棉长管蚜在下部的比例明显增加;随温度的升高,棉蚜有翅蚜比例下降显著,而棉长管蚜无显著变化。【结论】适温范围内,两种蚜虫种间竞争的存在不影响彼此的内在繁殖能力,棉蚜比棉长管蚜具有更强的内在竞争能力;温度对棉蚜在竞争活动空间上的影响不明显,而对棉长管蚜的上下位置的选择有一定作用;种间竞争和种内竞争加速棉蚜有翅蚜的发生。     

半干旱黄土区坡面尺度柠条生长状况及影响要素分析

以半干旱黄土丘陵区典型小流域坡面大规模人工种植柠条林为例,基于坡面不同部位柠条生长状况和生境条件调查,定量分析了地形变化、土壤水分及灌木密度对柠条生长的直接、间接影响及其贡献率。结果表明:(1)东坡大株柠条生长明显好于南坡,下坡位柠条生长状况略好于中上坡位,其他各坡位之间柠条生长状况差异较小;(2)大株柠条生长与浅层土壤水分有正相关关系,而与灌木密度和深层土壤水分则呈负相关关系;大株柠条灌木高度、灌木纵截面积和冠幅体积对浅层土壤水分的响应敏感,冠幅长度对坡向和坡位的响应较为敏感,冠幅宽度对灌木密度的响应较为敏感;(3)地形和土壤水分变化解释了59.9%的大株柠条生长变异,其中坡向、坡位和浅层土壤水分是影响大株柠条生长的主导环境因子,它们分别解释了21.1%、16.0%和13.1%的柠条生长变化。研究认为半干旱黄土区人工植被恢复既要重视空间布局,也要在后期实施必要的管理措施以维持人工林地的稳定性。     

铃期增温对棉花产量、品质的影响及其生理机制

以泗棉3号棉花品种为材料,于2010和2011年在南京农业大学牌楼试验站设置铃期(7月13日-8月24日)增温试验,模拟全球增温条件下棉花产量、品质的变化趋势及其生理机制.结果表明: 在铃期增温2～3 ℃(日均温31.1～35.2 ℃)条件下,植株总生物量下降约10%,单株皮棉及籽棉产量降低30%～40%.棉纤维品质变化显著,且不同纤维品质指标对增温的响应程度存在较大差异:马克隆值和断裂比强度显著升高,纤维长度下降,而整齐度指数和伸长率无显著变化.棉株光合能力、干物质累积能力和光合产物输出能力显著下降;可溶性氨基酸、可溶性糖、蔗糖含量及碳氮比均显著下降,而淀粉含量显著上升;增温条件下营养器官干物质分配比例增多,生殖器官干物质分配比例相对减少,经济系数随之降低.棉株下部果枝受增温影响较小,中、上及顶部果枝受增温影响较大.表明在增温2～3 ℃条件下,棉株大部分时间处于热胁迫状态,不仅光合能力下降,而且光合产物向“库”端的转运能力下降,最终导致其减产.     

基于液泡膜质子泵的硝态氮再利用研究进展

全面掌握洛川果园的土壤水分环境特征,不仅可为苹果的园址选择、砧穗组合和改进土壤水分管理措施提供理论依据,而且对我国苹果产区果园提质增效具有借鉴价值.采用定点土壤水分连续监测法,对洛川苹果园的总体土壤水分环境以及不同生长年限、不同立地类型和乔、矮化果园的土壤水分分异特征进行分析.结果表明： 苹果树根际区 (0～200 cm)土壤水分普遍亏欠,且0～60 cm土层的水分亏欠小于60～200 cm土层;生长季0～60 cm土层贮水量与降水量的变化一致,土壤相对含水量大多<60%,季节性旱象严重;果园剖面土壤含水量变异系数随土壤深度加深而递减;随果园生长年限的增大,土壤剖面贮水量下降;在栽培密度一致的条件下,矮化果园5 m土层土壤含水量均高于乔化果园,而栽培密度大的矮化果园的土壤贮水量低于栽培密度小的乔化果园;塬地成龄果园的土壤水分含量最高,川地次之,台地相对较低.密度对果园土壤水分含量有很大影响,在栽培密度一致的条件下,采用矮化栽培能减少土壤水分消耗,显著提高果园土壤含水量;挖株降低栽培密度是维持苹果园土壤水分平衡、实现可持续发展的有效途径.     

刈割对羊草光合特性影响的研究

 刈割部位不同对羊草光合速率的影响不同。在土壤水分良好条件下,刈割全株之后,长出的再生叶片光合速率显著升高;刈割上位叶之后,残留的下位叶片光合速率有所增加;刈割叶片前部,残留的后部叶片光合速率未见变化。     

岷江上游花椒地/林地边界土壤水分影响域的定量判定

在岷江上游干旱河谷区,选取典型的花椒地/林地边界,利用TDR仪测定干旱条件下、雨后和每月0～15 cm土层水分含量,并用移动窗口法判定土壤水分的边界影响域.结果表明,若用移动窗口法对土壤水分的边界影响域进行判定,当窗口宽度为8～12时,边界影响域较易判定.年内土壤水分随时间变化而变化.这种变化可分为土壤水分上升期、高峰期和消退期3个时期.干旱条件下土壤水分的边界影响域较小,其宽度约从花椒地6 m到林地2 m;雨后土壤水分的边界影响域有较大增加,其宽度约从花椒地12 m到林地2 m;年内土壤水分的边界影响域宽度约从花椒地10 m到林地2 m之间变化.不同季节土壤水分的边界影响域不同,并随着季节的变化呈动态变化.从生态学意义上讲,岷江上游地区目前进行的将花椒地退耕成林地、栽植树苗的措施是不可取的,该区退耕还林的最好方法应该是退耕,使其灌木林或草本植物自然生长.     

洛川苹果园土壤水分变化特征

全面掌握洛川果园的土壤水分环境特征,不仅可为苹果的园址选择、砧穗组合和改进土壤水分管理措施提供理论依据,而且对我国苹果产区果园提质增效具有借鉴价值.采用定点土壤水分连续监测法,对洛川苹果园的总体土壤水分环境以及不同生长年限、不同立地类型和乔、矮化果园的土壤水分分异特征进行分析.结果表明： 苹果树根际区 (0～200 cm)土壤水分普遍亏欠,且0～60 cm土层的水分亏欠小于60～200 cm土层;生长季0～60 cm土层贮水量与降水量的变化一致,土壤相对含水量大多<60%,季节性旱象严重;果园剖面土壤含水量变异系数随土壤深度加深而递减;随果园生长年限的增大,土壤剖面贮水量下降;在栽培密度一致的条件下,矮化果园5 m土层土壤含水量均高于乔化果园,而栽培密度大的矮化果园的土壤贮水量低于栽培密度小的乔化果园;塬地成龄果园的土壤水分含量最高,川地次之,台地相对较低.密度对果园土壤水分含量有很大影响,在栽培密度一致的条件下,采用矮化栽培能减少土壤水分消耗,显著提高果园土壤含水量;挖株降低栽培密度是维持苹果园土壤水分平衡、实现可持续发展的有效途径.     

土壤水分和种植密度对春小麦叶片气孔的影响

 在不同土壤水分条件下,研究了不同种植密度（１、10、100、1 000、10 000株·m－2）的春小麦 (Triticum aestivum L.) 叶片气孔密度以及气孔分布的变化。结果表明：不同水分和种植密度不仅影响了叶片的气孔密度,而且也影响了其分布。随着种植密度的升高,气孔密度增大,在1 000株·m-2时气孔密度达最大值;当种植密度从1 000株·m-2上升到10 000株·m-2时,气孔密度下降;叶基部气孔数占全部气孔数的比例最大,叶尖最小,但随着种植密度的增大,气孔在叶片上的分布趋向均匀。干旱条件下随种植密度的升高气孔密度及分布的变化趋势与正常水分条件下的一致,但趋势更为明显。说明种植密度增大导致的气孔密度和分布的变化很可能是通过影响水分的供应而造成的。     

水分胁迫下丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿生长与抗旱性的影响

采用盆栽试验,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿(Seriphidium minchünense)生长和抗旱性的影响。结果表明,不同水分条件下,接种AM真菌提高了民勤绢蒿菌根侵染率和生物量,增加了地上部和地下部全P含量,重度胁迫下接种株地上部总黄酮含量显著升高,而对分枝数和地上部、地下部全N含量无显著影响。水分胁迫提高了民勤绢蒿菌根依赖性和全N、全P菌根贡献率。不同生长时期接种AM真菌均能提高植株叶片相对含水量、可溶性蛋白和叶绿素含量;前期接种株叶片可溶性糖含量显著低于未接种株,而中后期可溶性糖含量显著高于未接种株;整个生长时期接种株比未接种株叶片维持较低的脯氨酸含量;不同生长时期接种株叶片全N和全P含量显著升高,重度胁迫下接种株叶片总黄酮含量显著升高。AM真菌促进宿主植物生长和增强抗旱性可能是AM真菌直接促进宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收和间接改善植株体内生理代谢活动的缘故。